超声研齿换能器的设计与研齿试验

介绍了超声研齿的原理与方法,并将超声加工应用于齿轮研磨。利用力电类比和四端网络法,构建超声研齿换能器的等效网络图,通过电路运算,得到了换能器的频率方程与前后端面振速比的计算公式。据此设计了谐振特性良好的1/2波长超声换能器。进行了超声研齿与普通研齿对比试验,利用扫描电镜(SEM)图像分析了两者的材料去除机理。试验表明超声研齿材料去除率可达到普通研磨的3倍,且齿面质量明显提高,齿面粗糙度Ra低至0.2mm,水平截距c减小到1.2!m。     

力负载对超声切割声学系统谐振频率及谐振阻抗的影响

针对在蜂窝复合材料超声波切割加工中,超声切割系统在受力之后会出现系统失谐,振幅不足甚至停振的现象,对声学系统受力之后的阻抗值以及谐振频率进行研究。利用四端网络法,通过分析变幅杆、压电陶瓷以及端盖等组成声学系统各部分输入输出特性,提出了声学系统的整体设计方程,得出了声学系统的阻抗值和频率方程以及负载﹑电流与振幅的关系式,并对超声切割系统的受力模型进行分析;通过对超声切割声学系统施加单向力,分析受力之后的声学系统阻抗值和谐振频率,得出声学系统受力对系统阻抗值和谐振频率的影响规律。实验结果表明:增加三个方向力之后,系统的阻抗值和谐振频率都会上升;随着力负载的增加,Y、Z方向施加力负载时的系统阻抗值比X方向施加力负载时增加得更快,而在系统谐振频率方面,X、Z方向施加力负载时谐振频率的增量比Y方向施加力负载时更大,在实际应用中应减小敏感方向的力;研究成果可为实际加工蜂窝复合材料提供理论指导。     

超声珩磨声学系统关键技术研究

超声珩磨具有珩磨力小、油石不易堵塞等普通珩磨所没有的优点。本文研究了超声珩磨工作原理以及声学系统的实现方法。提出了珩磨杆、珩磨头体均不振动的设计思想，分析计算了中心有圆柱孔的压电换能器和变幅杆，以及弯曲振动圆盘等关键部分。     

基于力耦合的非谐振单元组成的超声变幅器设计

传统的超声振动系统全谐振设计方法要求组成超声振动系统的各个单元有相同的谐振频率,各个组成单元的结构尺寸由谐振频率确定,而超声珩齿系统中的齿轮结构尺寸是由它的使用要求决定,是非谐振单元,不能用全谐振理论设计,本文采用力耦合方法,将齿轮简化为环盘,将它和变幅杆组合并联合建立动力学方程,实现了非谐振单元组成的超声变幅器的设计。     

中国科学院声学研究所成功设计并验证了水下声学隐身毯

<正>2017年4月6日,中国科学院声学研究所中科院噪声与振动重点实验室杨军研究员与贾晗副研究员领导的超材料研究组在《Nature》杂志旗下期刊《Scientific Reports》上在线发表了最新研究成果《水下声学隐身毯的设计与验证》(Design and demonstration of an underwater acoustic carpet cloak)。该项成果首次制备出水下声学隐身毯样品,并实验验证了其隐身效果。随着近些年声学超材料与变换声学的发展,以控制声传播路径为手段的新型声学隐身器件引起了人们的极大关注,声学     

超声珩齿振动系统的设计方法及其动力学特性

超声辅助珩齿是一项应用前景良好的齿轮精加工方法,其振动系统的设计是关键技术之一。分析了变幅杆和齿轮振动时的耦合关系,对振动系统做了合理简化。在此基础上,结合边界条件,提出一种新的振动系统设计方法,并利用它设计了变幅杆,分析了变幅杆和齿轮的动力学特性。通过与有限元分析及试验结果比较,说明所提出理论模型是完全合理可行的,实例计算结果比有限元分析结果更接近实测值。所获得的结论对超声珩齿振动系统的设计有一定的指导意义。     

锁相环跟踪超声振动系统谐振频率的改进

锁相式频率跟踪超声发生器的频率跟踪范围较小且易出现死锁现象,通常要人为重新启动,系统才能恢复跟踪状态,在应用时会带来麻烦。根据超声振动系统的等效电路研究其阻抗特性,并通过实验绘制换能器特性曲线,分析应用CD4046跟踪串联谐振频率容易造成死锁的具体原因,提出带解锁的频率跟踪系统的方案。实验结果表明此方案有较大的跟踪调节范围与较强的适应负载变化的能力,对超声发生器的具体应用有一定的参考意义。     

控制软件设计与验证计算机辅助系统

介绍了控制软件设计与验证系统的原理与实现过程,给出顺序功能图（Sequential Function Charts,即SFC）需求说明语言到系统Petri网模型的转化算法和系统几种异常现象的验证算法,讨论了系统实现的若干关键技术,最后通过例子演示了系统的操作过程。     

超声珩齿振动系统动力学特性分析与仿真

为研究超声珩齿振动系统的非谐振设计,通过MATLAB软件对振动系统的动力学频率方程进行求解,分析了变幅杆设计长度和变幅器振动频率对频率方程解误差的影响,并得出一组变幅器的设计参数。为验证非谐振设计方法的可行性,通过ANSYS模态分析,能使变幅器的谐振频率与理论设计的结果基本一致。     

电动汽车驱动系统散热设计与试验验证

对某电动汽车驱动系统的冷却系统进行匹配设计,为验证设计选型的准确性,利用AMESim软件搭建冷却系统模型进行模拟,且在整车环境舱中进行测试。结果表明,该冷却系统在高温环境及较为恶劣的山路爬坡工况下,均能够保证各部件有效工作。     

超声珩齿中弯曲振动变幅器的设计与研究

齿轮是超声珩齿加工中的一类特殊负载,它的振动特性和固有频率对系统的加工频率影响很大.由于齿轮的尺寸和质量大,且其尺寸不能任意更改,现有的振动系统设计理论,如全谐振设计理论、质量置换理论、局部共振理论等,都不能适用于这一情况.为解决此问题,应用Mindlin中厚板理论、变幅杆设计原理和机械阻抗理论对由变幅杆、齿轮组成的变...     

演播室的声学设计与经验

本文结合实例，介绍适合高校电视演播室声学设计的方法。主要介绍专用于新闻类、专题类等语言播音的演播室混响时间的设计、本底噪声设计、声场均匀度的设计、室内声学缺陷的防止及施工工艺细节等。     

治疗超声系统中换能器声学性能的声全息法评估

换能器的聚焦特性等声学性能是治疗超声系统的重要参数之一,在出厂前和日常维护中须精确测量。目前常用的水听器测量法结果准确,但受声压幅度及测量效率的限制,高功率量程的声功率计造价较高;而基于声全息的表面振动模式测量法可作为高声压下水听器和声功率计测量法的补充,测量小声压平面并对高幅度声压焦域进行重建。为评估声全息法的准确性,文章研究了在小声压下使用基于声全息的表面振动模式测量法对声场进行测量和重建,分析该方法与水听器测量结果之间的功率和声压误差,以及影响误差的重要参数。结果表明,基于声全息的表面振动模式测量法可重建得到与水听器直接测量相近的结果,有望对高声压下工作的换能器的声场特性进行评估。     

发动机进气系统声学性能动态灵敏度设计

发动机进气系统噪声是车辆最主要的噪声源之一,对车内噪声影响尤其显著。基于管道声学理论,提出了发动机进气系统噪声仿真方法——无源法;基于赫姆霍兹消声器的集中参数模型,提出了发动机进气系统声学性能动态灵敏度设计方法。应用"无源法",在不具备发动机仿真模型的情况下,仍然能进行进气系统声学性能动态灵敏度设计,通过仿真分析能够迅速准确地获得进气系统声学性能灵敏度设计信息,为进气系统声学性能优化提供依据。     

声学房间的设计

目前，不少企事业单位有礼堂（兼作开会与娱乐），有些单位还有自已的电化系统，公共娱乐场所的歌舞厅、卡拉OK厅、KTV包间等更比比皆是，笔者调查了不少上述特殊房间，采访过设计者、施工者、使用者。遗憾的是许多人对声学房间的技术要求、设计、施工的步骤、方法及所应具有的     

国五标准柴油机排气系统声学性能研究与设计

针对满足国家第五阶段排放标准的排气系统,设计具有良好消声性能的消声结构。首先通过实验分析的方法研究发动机排气声源特性,发现与发动机点火频率相关的低频阶次噪声在排气噪声中占主导地位。然后基于平面波理论计算催化转化器传递损失,通过GT-Power声学仿真与阻抗管传递损失测试进行验证,分析出载体在中高频具有良好的消声性能,这种性能可以使其代替吸声棉对排气中的高频气流噪声产生很好抑制效果。基于发动机声源特性以及催化器的声学性能,设计出针对低频噪声的消声器方案,并针对长尾管的声模态共振问题,在尾管中添加穿孔管消声器,降低特定转速下的模态噪声。实验表明设计方案达到预期的消声效果,且与相同型号发动机的国四标准排气系统对比具有更低的排气背压,可提升发动机效率与燃油经济性。     

音乐厅舞台音质与声学设计

舞台音质对音乐厅演出效果起重要作用。为了使全乐队演出协调,乐师们要求听好自己的和来自其他演员的声音。因此,为使所有器乐和歌声达到适当平衡,以取得良好的合奏效果,将涉及到舞台设施、乐器特征以及如何把声音合适地反射给乐师们。此外,根据乐师主观意见选用恰当的客观声学参量很重要,同时还要考虑用怎样的建筑措施使之实现。这项研究历史较短,不少问题有待探索。文章对此作了综述与评论。     

油烟机声学设计与试验研究

基于数值分析与试验方法开展油烟机声学优化与设计研究,采用大叶轮低转速的设计原则,针对叶轮宽度、叶片进出口安装角、蜗舌半径、叶轮蜗舌间隙、叶轮蜗壳轴向间隙等结构参数进行优化改进.CFD数值计算结果显示,在相同转速下改型机内部流场得到改善,回流现场有所降低,风量明显提升.对研制的改型样机进行噪声与风量风压测试,结果显示,改...     

纵弯转换球面超声振动聚焦系统谐振特性研究

对由纵向振动换能器与薄球壳组成的纵弯转换超声振动球面聚焦系统进行理论、实验研究,揭示系统的振动特性。研究表明,系统具有完全与不完全两种谐振模式。 在不完全谐振模式下系统具有整体谐振及局部共振两种状态,在两种状态下系统均可实现谐振。 基于研究结果,提出系统在不同谐振状态下的设计方法。对新型聚焦系统设计、应用具有重要实际意义。